复合加工技术与常规数控加工工艺相比有明显优势:①缩短产品制造工艺链,减少了生产辅助时间,同时也减少了工装卡具制造周期和等待时间,提高了生产效率;②减少装夹次数,避免了由于定位基准转化而导致的误差积累,提高了加工精度;③尽管完整加工机床的单台设备价格较高,但由于过程链的缩短和设备数量的减少,车间占地面积和设备维护费用也随之减少,从而降低了总体固定资产的投资、生产运作和管理的成本;④把加工任务交给一个工作岗位,这样不仅使生产管理和计划调度简化,而且透明度明显提高,无需复杂的计划系统就能够迅速解决所发生的事情并使之优化。
因此复合加工是机械加工的发展方向之一,也是数控设备发展的一个主要方向。在多种复合加工领域中,车铣复合加工是目前发展最完善的一个领域。近年来,车铣复合加工中心在我国飞机、航空发动机以及附件厂等航空制造厂家都有引进。
车铣复合加工中心实际上相当于一条生产线,工序集中是其最为鲜明的工艺特点。这对数控编程技术提出了更高的要求,车铣复合加工工艺种类繁杂,要掌握数控车削、多轴铣削和数控钻孔等多种加工方式的编程,还要对工序间的衔接与进退刀方式准确界定。车铣复合加工程序编制过程中,串并行顺序的确定必须严格按照工艺路线确定,必须综合考虑多通道并行加工程序的编制。因此,要实现高效的复合加工,应该发展工艺、软件编程和计算机仿真一体化的工艺解决方案。
5轴车铣复合技术集成了现代先进控制技术、精密测量技术和CAD/CAM应用技术的先进机械加工技术。其工艺范围之广和能力之强,已成为当今复合加工机床的佼佼者,是世界范围内最先进的机械加工设备之一。5轴车铣复合技术的先进理念是提高产品质量和缩短产品制造周期。这种技术在军工、航空、航天、船舶以及一些民用工业领域中的应用具有相当的优势,尤其在航空航天领域对一些形状复杂的异形零件的加工更具优势。
1 GibbsCAM软件车铣复合功能简述
车铣复合机床的发展,也对CAM软件提出了更多的要求,复杂的车铣复合设备用传统的手工编程是很难实现的,并且效率很低。很多传统的以铣削为发展方向的CAM软件也无法完成这种类型的编程。目前国内许多CAD/CAM软件用户对软件的应用只停留在CAD模块上,对CAM模块的应用效率不高。其中一个非常关键的原因,就是没有配备专用的后置处理器,或只配备了通用后置处理器,而没有根据数控机床的特点进行必要的二次开发,由此生成的代码还需人工做大量地修改,严重影响了CAM模块的应用效果。
图2 GibbsCAM软件5轴刀轴控制选项